KR101783583B1

KR101783583B1 - 감 박피 장치

Info

Publication number: KR101783583B1
Application number: KR1020170053628A
Authority: KR
Inventors: 김석태; 전성화
Original assignee: 주식회사 농업회사법인 한남씨엠에스; 사단법인경북대공학설계기술원
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2017-10-10

Abstract

본 발명은 자동으로 단감의 껍질을 제거하기 위한 감 박피 장치에 관한 것이다. 상기 감 박피 장치는, 다수의 감을 일렬로 정렬하여 이송하는 감 분배기; 상기 감 분배기로부터 이송된 감이 위치되어 이송되는 지지대; 상기 지지대의 상부에서 감이 상기 지지대 위에 안착된 자세를 촬영하는 카메라; 상기 카메라의 후단에 위치하고 상기 카메라의 영상에 기초하여 감의 꼭지가 아래에 위치하도록 감의 자세를 변경하는 위치교정기; 상기 위치교정기의 후단에 위치되고, 상부에 소정의 간격으로 이격된 컵을 구비하는 체인 컨베이어; 상기 체인 컨베이어의 후단에 위치하는 이송 컨베이어; 상기 컵에 안착된 감을 흡착하여 상기 이송 컨베이어 위에 안착시키는 흡착기; 상기 이송 컨베이어의 후단에 위치하고, 감의 꼭지를 제거하는 꼭지 제거부; 상기 이송 컨베이어 위에 안착된 감을 파지하여 상기 꼭지 제거부에 안착시키는 제1 핑거부; 꼭지가 제거된 감의 껍질을 제거하는 껍질 제거부; 를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 감의 정렬, 꼭지 제거, 박피, 감의 재정렬 동작이 기계에 의해 연속적으로 이루어질 수 있도록 하여 인건비를 절감하고 사람에 의한 감의 오염을 방지할 수 있는 감 박피 장치를 제공할 수 있다.

Description

감 박피 장치 {Apparatus for peeling persimmon}

본 발명은 자동으로 단감의 껍질을 제거하기 위한 감 박피 장치에 관한 것이다.

감의 껍질을 벗기는 작업은 홍시 상태로 완전하게 익기 전에 감을 수확하여 곶감 또는 감 말랭이로 만들기 위하여 수행하는 작업이다. 이러한 감 박피 작업은 오래전부터 있어 왔으며, 전통적인 방법으로는 작업자가 껍질 제거용 칼을 이용하여 한 손으로 감을 잡고 다른 손으로 감의 껍질을 벗기는 수작업 형태였다.

근래에는 수작업 형태에서 벗어나 기계적인 박피가 가능하도록 한 감박피기가 개발되고 있다. 등록특허 10-1269117호는 이러한 가공용 감의 자동박피장치에 대해 개시하고 있다.

상기 특허에서는, 작업자가 컨베이어의 벨트에 등간격으로 형성되는 컵에 감을 꼭지 부분이 아래로 가도록 공급하면, 이송기가 감을 꼭지 제거기로 이송시킨다. 꼭지 제거기에서 꼭지가 제거된 감은 다시 이송기에 의해 박피기로 공급되고, 박피날이 감의 껍질을 박피하게 된다. 박피된 감은 배출판의 경사면을 따라 배출된다.

그러나, 상기 특허에 개시된 자동박피장치는 사람이 수작업으로 꼭지가 아래로 가도록 감을 컵에 하나씩 공급하는 동작이 필요하여 여전히 많은 노동력을 필요로 한다.

또한, 박피된 감은 경사면을 따라 배출되므로, 작업자는 감을 건조시키기 위해서 박피된 감을 다시 정렬해야 하는 불편이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1269117호

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 사람의 개입을 최소로 하면서 감의 정렬, 꼭지 제거, 박피, 감의 재정렬 동작이 연속적으로 이루어질 수 있도록 하여 인건비를 절감하고 사람에 의한 감의 오염을 방지할 수 있는 감 박피 장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 감 박피 장치는, 다수의 감을 일렬로 정렬하여 이송하는 감 분배기; 상기 감 분배기로부터 이송된 감이 위치되어 이송되는 지지대; 상기 지지대의 상부에서 감이 상기 지지대 위에 안착된 자세를 촬영하는 카메라; 상기 카메라의 후단에 위치하고 상기 카메라의 영상에 기초하여 감의 꼭지가 아래에 위치하도록 감의 자세를 변경하는 위치교정기; 상기 위치교정기의 후단에 위치되고, 상부에 소정의 간격으로 이격된 컵을 구비하는 체인 컨베이어; 상기 체인 컨베이어의 후단에 위치하는 이송 컨베이어; 상기 컵에 안착된 감을 흡착하여 상기 이송 컨베이어 위에 안착시키는 흡착기; 상기 이송 컨베이어의 후단에 위치하고, 감의 꼭지를 제거하는 꼭지 제거부; 상기 이송 컨베이어 위에 안착된 감을 파지하여 상기 꼭지 제거부에 안착시키는 제1 핑거부; 꼭지가 제거된 감의 껍질을 제거하는 껍질 제거부; 를 포함한다.

또한, 상기 위치교정기는 단부에 그리퍼를 구비하여, 상기 그리퍼로 감을 파지하여 꼭지가 아래에 위치하도록 상기 컵에 감을 안착시키고, 상기 제1 핑거부는 꼭지가 제거된 감을 파지하여 상기 껍질 제거부 위에 안착시킨다.

또한, 상기 위치교정기는 상기 그리퍼를 평면 상에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 제1 회전부와, 상기 그리퍼를 정면에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 제2 회전부를 구비한다.

또한, 껍질이 제거된 감이 보관되는 트레이; 껍질이 제거된 감을 상기 트레이에 안착시키는 제2 핑거부; 를 더 포함하고, 감은 제거된 꼭지 부분이 아래로 향하도록 상기 껍질 제거부에 안착되어 껍질이 제거되고, 상기 제2 핑거부는 껍질이 제거된 감을 꼭지 부분이 아래로 향하도록 상기 트레이에 안착시킨다.

또한, 상기 지지대는, 양쪽이 벽으로 차단되어 감이 이송되는 이송로; 상기 이송로를 차단하여 감의 이송을 제한하는 차단 실린더; 를 포함하고, 상기 차단 실린더의 작동에 의해 상기 카메라의 하부에 감이 소정의 간격으로 이격되어 순차적으로 위치되도록 조절한다.

본 발명에 따르면, 감의 정렬, 꼭지 제거, 박피, 감의 재정렬 동작이 기계에 의해 연속적으로 이루어질 수 있도록 하여 인건비를 절감하고 사람에 의한 감의 오염을 방지할 수 있는 감 박피 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 감 박피 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에서 공급기 및 감 분배기의 구성을 상세히 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1에서 위치교정기, 체인 컨베이어, 흡착기의 구성을 상세히 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1에서 제1 핑거부, 꼭지 제거기, 껍질 제거기, 제2 핑거부의 구성을 상세히 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 감 분배기의 구성을 상세히 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 체인 컨베이어의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 카메라에 의해 촬영되는 감의 자세를 설명하는 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

본 발명의 감 박피 장치(100)는 공급기(110), 감 분배기(120, 125), 지지대(130), 카메라(135), 위치교정기(140), 체인 컨베이어(150), 이송 컨베이어(160), 흡착기(155), 꼭지 제거부(170), 껍질 제거부(180), 제1 핑거부(165), 제2 핑거부(190), 트레이(195)를 포함한다.

공급기(110)는 컨베이어 형태로 되어 상향으로 경사지게 형성된다. 작업자가 투입구(111)로 감을 투입하면, 감은 공급기(110)를 따라 감 분배기(120, 125)로 이송될 수 있다.

감 분배기(120, 125)는 다수의 감을 일렬로 정렬하여 이송한다. 감 분배기(120, 125)는 볼 피더(120)와 이송기(125)로 이루어질 수 있다.

볼 피더(120)는 부품 공급기로도 불려지는 것으로, 회전하면서 감을 하나씩 일렬로 정렬하여 이송기(125) 쪽으로 이송한다(도 5 참조).

볼 피더(120)는 제1 볼 피더(121)와 제2 볼 피더(122)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 볼 피더(121)로는 비교적 큰 감이 공급되고, 제2 볼 피더(122)로는 비교적 작은 감이 공급될 수 있다. 공급기(110)는 좌우로 이동할 수 있도록 구성되어, 감의 크기에 따라 제1 볼 피더(121) 또는 제2 볼 피더(122)로 감이 공급되도록 할 수 있다. 작업자는 박스에 크기별로 선별된 감을 투입구(111)에 투입하면서 감의 크기에 따라 공급기(110)와 제1 볼 피더(121) 또는 제2 볼 피더(122)가 정렬되도록 설정할 수 있다.

제1 볼 피더(121)와 제2 볼 피더(122)는 각각 수용부(121a, 122a)와 출구(121b, 122b)를 포함할 수 있다. 수용부(121a, 122a)는 회전하면서 감을 하나씩 정렬하여 상부의 출구(121b, 122b) 쪽으로 보낸다. 출구(121b, 122b)는 양쪽이 벽으로 차단된 형태를 가져서, 감이 하나씩 통과될 수 있도록 한다.

지지대(130)는 감 분배기(120, 125)로부터 이송된 감이 위치되어 이송되는 곳이다. 카메라(135)는 지지대(130)의 상부에 위치되어 감이 지지대(130) 위에 안착된 자세를 촬영한다.

지지대(130)는 양쪽이 벽으로 차단된 이송로(134)와, 이러한 이송로(134)를 차단하여 감의 이송을 제한하는 차단 실린더(132, 133)를 구비한다. 예를 들어, 차단 실린더(132, 133)는 제1 차단 실린더(132)와 제2 차단 실린더(133)로 구성될 수 있다. 지지대(130)는 이송기(125)와 연결되는 경사로(131)를 포함할 수 있다.

차단 실린더(132, 133)는 하나씩 작동되어 카메라(135)의 하부에 감이 하나씩 순차적으로 위치되도록 조절한다. 예를 들어, 제1 차단 실린더(132)와 제2 차단 실린더(133) 사이에 하나의 감이 위치할 때, 제1 차단 실린더(132)와 제2 차단 실린더(133)를 작동하여 이송로(134)를 차단한다. 그 다음, 제2 차단 실린더(133)를 개방하여 감이 제2 차단 실린더(133)의 후단으로 가도록 하고, 제1 차단 실린더(132)를 개방하여 다음 감이 제1 차단 실린더(132)와 제2 차단 실린더(133) 사이에 위치하도록 한다. 이러한 방식으로, 카메라(135)의 하부에 감이 하나씩 순차적으로 위치되도록 조절할 수 있다.

도 7은 카메라(135)에서 촬영된 감의 자세를 나타낸다. 카메라(135)는 지지대(130)의 상부에서 감을 촬영하므로, 감의 형상은 평면도로 보이게 된다. 도 7의 (a)는 감이 꼭지가 위에 보이도록 안착된 자세, (b)는 꼭지가 아래로 가도록 안착된 자세, (c)는 꼭지가 평면상에서 아래로 가도록 안착된 자세, (d)는 꼭지가 평면상에서 위로 가도록 안착된 자세, (e)는 꼭지가 평면상에서 좌측으로 가도록 안착된 자세, (f)는 꼭지가 평면상에서 우측으로 가도록 안착된 자세를 나타낸다.

위치교정기(140)는 카메라(135)의 후단의 지지대(130) 상부에 위치되어, 카메라(135)의 영상에 기초하여 감의 꼭지가 아래(즉, 저면도 상에서 중앙)에 위치하도록 감의 자세를 변경하는 역할을 한다.

위치교정기(140)는 단부에 그리퍼(141)를 구비하여, 그리퍼(141)로 감을 파지하여 꼭지가 아래에 위치하도록 체인 컨베이어(150)에 배치되는 컵(151)에 감을 안착시킨다.

도 3을 참조하면, 위치교정기(140)는 감의 꼭지가 아래에 위치하도록 감의 자세를 변경하기 위해 제1 회전부(142)와 제2 회전부(143)를 구비한다. 제1 회전부(142)는 그리퍼(141)를 평면 상에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킨다. 제2 회전부(143)는 그리퍼(141)를 정면에서 볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킨다.

예를 들어, 도 7의 (b)의 감은 꼭지가 아래로 위치하므로, 그리퍼(141)가 감을 파지하여 체인 컨베이어(150)에 배치되는 컵(151)에 안착시키면 된다.

도 7의 (f)의 감은 꼭지가 평면상에서 우측에 위치하므로, 그리퍼(141)가 감을 파지한 후, 정면상에서 시계방향으로 90°회전하면 도 7의 (b)의 상태가 된다. 그 다음, 체인 컨베이어(150)에 배치되는 컵(151)에 안착시키면 된다.

도 7의 (c)의 감은 꼭지가 평면상에서 아래에 위치하므로, 그리퍼(141)가 평면상에서 반시계 방향으로 90°회전된 상태에서 감을 파지한 후, 다시 반시계 방향으로 90°회전하면 도 7의 (f)의 상태가 된다. 그 다음의 위치교정기(140)의 작동은 도 7의 (f)의 상태와 같다.

도 7의 (d)의 감은 꼭지가 평면상에서 위에 위치하므로, 그리퍼(141)가 평면상에서 시계 방향으로 90°회전된 상태에서 감을 파지한 후, 다시 시계 방향으로 90°회전하면 도 7의 (f)의 상태가 된다. 그 다음의 위치교정기(140)의 작동은 도 7의 (f)의 상태와 같다.

도 7의 (e) 상태의 감은 꼭지가 평면상에서 좌측에 위치하므로, 그리퍼(141)가 감을 파지해서 시계 방향으로 90°만큼 2회 회전하면 도 7의 (f)의 상태가 된다. 그 다음의 위치교정기(140)의 작동은 도 7의 (f)의 상태와 같다.

도 7의 (a) 상태의 감은 위치교정기(140)를 이용해서 자세 교정이 어렵기 때문에, 그리퍼(141)는 감을 파지해서 감 분배기(120, 125)로 돌려보내는 동작을 할 수 있다. 도 7의 (a) 상태의 감은 실제로 거의 발생되지 않는다.

이와 같이, 위치교정기(140)는 카메라(135)에서 촬영된 감의 자세를 바탕으로 감의 꼭지가 아래로 위치하도록 감의 자세를 변경하여 체인 컨베이어(150)의 컵(151)에 안착시킨다. 위치교정기(140)를 이용하여 감의 자세를 변경하는 방법은 통상의 기술자가 여러 가지 형태로 실시할 수 있다.

체인 컨베이어(150)는 위치교정기(140)의 후단에 위치되고, 상부에 소정의 간격으로 이격된 컵(151)을 구비한다. 도 6을 참조하면, 체인 컨베이어(150)는 기어에 체인이 연결되어 회전하는 구조를 가질 수 있다. 도 6에서, 컵(151)은 하나만 도시되었지만, 실제로는 소정의 간격으로 이격되어 위치된다. 체인이 소정의 피치로 회전하면, 컵(151)이 소정의 피치만큼 이동하게 된다. 위치교정기(140)가 하나의 컵(151)에 감을 안착하면, 체인 컨베이어(150)가 소정의 피치로 회전하여 그 다음 컵(151)이 그리퍼(141)에 대응하여 위치하게 된다.

이송 컨베이어(160)는 체인 컨베이어(150)의 후단에 위치하여 감을 이송한다. 이송 컨베이어(160)에도 컵(161)이 구비된다.

흡착기(155)는 컵(151)에 안착된 감을 진공방식으로 흡착하여 이송 컨베이어(160) 위의 컵(161)에 안착시킨다. 흡착기(155)는 5개의 감을 한꺼번에 흡착하여 옮길 수 있다. 이송 컨베이어(160)의 컵(161)에 안착된 감은 제1 핑거부(165)의 하부로 이송된다. 흡착기(155) 외에 다른 방식으로 감을 파지하여 이송할 수도 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.

꼭지 제거부(170)는 이송 컨베이어(160)의 후단에 위치하고, 하부에는 칼날이 위치되어 감의 꼭지를 제거한다. 껍질 제거부(180)는 꼭지가 제거된 감의 껍질을 제거한다. 껍질 제거부(180)의 측면에는 칼날(185)이 위치되어, 감이 회전하는 동안 칼날(185)이 감과 접촉하여 껍질을 제거한다.

제1 핑거부(165)는 이송 컨베이어(160) 위에 안착된 감을 파지하여 꼭지 제거부(170)에 안착시킨다. 꼭지가 제거되는 동안 제1 핑거부(165)는 감을 계속 파지하고 있다.

다음에, 제1 핑거부(165)는 꼭지가 제거된 감을 파지하여 껍질 제거부(180) 위에 안착시킨다. 껍질 제거부(180)에서는 축이 회전하는 동안 칼날(185)이 껍질을 제거하고, 이때 축은 진공 방식으로 흡인하여 감이 축에서 이탈되지 않도록 한다.

제2 핑거부(190)는 껍질이 제거된 감을 파지하여 트레이(195) 위에 안착시킨다. 트레이(195)는 껍질이 제거된 감이 보관되는 곳이다.

감은 제거된 꼭지 부분이 아래로 향하도록 껍질 제거부(180)에 안착된 상태에서 껍질이 제거되고, 제2 핑거부(190)는 껍질이 제거된 감을 꼭지 부분이 아래로 향하도록 트레이(195)에 안착시킨다.

종래에는 감박피기에서 껍질이 제거된 감이 경사로를 따라 배출되는 방식이었지만, 본 발명에서는 제2 핑거부(190)가 꼭지 부분이 아래로 가도록 감을 트레이(195)에 정렬한다. 그에 따라, 작업자는 트레이(195)에 적절한 수의 감이 모이게 되면, 트레이(195)를 들고 원하는 장소로 이동하여 그대로 건조시키면 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 감 박피 장치(100)에서는 작업자가 박스 채로 감을 공급기(110) 또는 감 분배기(120, 125)에 공급하기만 하면, 이후에 배치되는 여러 장치들이 감의 자세를 교정하고, 꼭지를 제거하고, 껍질을 제거하고, 트레이(195)에 정렬하는 동작들을 하게 된다. 그에 따라, 작업자의 노동력을 최소로 하면서 감의 꼭지와 껍질을 제거하여 트레이(195)에 정렬할 수 있다. 또한, 일련의 동작들이 기계에 의해 이루어지고 작업자의 개입을 최소로 함으로써, 작업자에 의한 감의 오염을 방지하여 위생적으로 감의 박피를 할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

100 : 감 박피 장치
110 : 공급기
111 : 투입구
120 : 볼 피더
125 : 이송기
130 : 지지대
131 : 경사로
132 : 제1 차단실린더
133 : 제2 차단실린더
134 : 이송로
135 : 카메라
140 : 위치교정기
141 : 그리퍼
150 : 체인 컨베이어
151 : 컵
155 : 흡착기
160 : 이송 컨베이어
165 : 제1 핑거부
170 : 꼭지 제거부
180 : 껍질 제거부
185 : 칼날
190 : 제2 핑거부
195 : 트레이

Claims

삭제
감 박피 장치에 있어서,
다수의 감을 일렬로 정렬하여 이송하는 감 분배기;
상기 감 분배기로부터 이송된 감이 위치되어 이송되는 지지대;
상기 지지대의 상부에서 감이 상기 지지대 위에 안착된 자세를 촬영하는 카메라;
상기 카메라의 후단에 위치하고 상기 카메라의 영상에 기초하여 감의 꼭지가 아래에 위치하도록 감의 자세를 변경하는 위치교정기;
상기 위치교정기의 후단에 위치되고, 상부에 소정의 간격으로 이격된 컵을 구비하는 체인 컨베이어;
상기 체인 컨베이어의 후단에 위치하는 이송 컨베이어;
상기 컵에 안착된 감을 흡착하여 상기 이송 컨베이어 위에 안착시키는 흡착기;
상기 이송 컨베이어의 후단에 위치하고, 감의 꼭지를 제거하는 꼭지 제거부;
상기 이송 컨베이어 위에 안착된 감을 파지하여 상기 꼭지 제거부에 안착시키는 제1 핑거부;
꼭지가 제거된 감의 껍질을 제거하는 껍질 제거부;
를 포함하고,
상기 위치교정기는 단부에 그리퍼를 구비하여, 상기 그리퍼로 감을 파지하여 꼭지가 아래에 위치하도록 상기 컵에 감을 안착시키고,
상기 제1 핑거부는 꼭지가 제거된 감을 파지하여 상기 껍질 제거부 위에 안착시키는 감 박피 장치.
제2항에 있어서,
상기 위치교정기는 상기 그리퍼를 평면 상에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 제1 회전부와, 상기 그리퍼를 정면에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 제2 회전부를 구비하는 감 박피 장치.
제2항에 있어서,
껍질이 제거된 감이 보관되는 트레이;
껍질이 제거된 감을 상기 트레이에 안착시키는 제2 핑거부;
를 더 포함하고,
감은 제거된 꼭지 부분이 아래로 향하도록 상기 껍질 제거부에 안착되어 껍질이 제거되고,
상기 제2 핑거부는 껍질이 제거된 감을 꼭지 부분이 아래로 향하도록 상기 트레이에 안착시키는 감 박피 장치.
제2항에 있어서,
상기 지지대는,
양쪽이 벽으로 차단되어 감이 이송되는 이송로;
상기 이송로를 차단하여 감의 이송을 제한하는 차단 실린더;
를 포함하고,
상기 차단 실린더의 작동에 의해 상기 카메라의 하부에 감이 소정의 간격으로 이격되어 순차적으로 위치되도록 조절하는 감 박피 장치.